Астрономические координаты

Астрономические координаты точки определяются из непосредственных наблюдений небесных тел, выполненных на этой точке совершенно и независимо от других точек.

Положение точки в астрономической системе координат определяется относительно отвесной линии и оси вращения Земли.

Астрономической широтой точки называется угол, отсчитываемый от плоскости экватора в плоскости астрономического меридиана до отвесной линии в этой точке, или дуга астрономического меридиана от экватора до точки.
Астрономической долготой точки называется двугранный угол, отсчитываемый от плоскости гринвичского астрономического меридиана до плоскости астрономического меридиана данной точки, или дуга экватора между этими меридианами.
Астрономическим азимутом направления называется двугранный угол, отсчитываемый от северной части плоскости астрономического меридиана данной точки по часовой стрелке до отвесной плоскости содержащей данное направление.

Связь астрономических координат с геодезическими осуществляется через составляющие отклонения отвеса в данной точке:
b_м = f_м - x_м
L_м = l_м - h_мsecf_м
A_м = a_мк + (L_м - l_м)sinf_м

Плоскость, перпендикулярная к силовой линии в точке, называется плоскостью астрономического горизонта или просто плоскостью горизонта. На эту плоскость проектируются угломерными приборами направления между точками в пространстве, и в результате получают горизонтальные направления и горизонтальные углы. От плоскости астрономического горизонта отсчитываются вертикальные углы.

Проекцией отвесной линии на небесную сферу является астрономический зенит. При геодезических измерениях считается, что отвесные линии своего положения не меняют. Положение же оси вращения Земли относительно точек на ее поверхности непрерывно меняется. В связи с этим существует два понятия – мгновенная ось вращения и средняя ось вращения. Им соответствуют мгновенные и средние астрономические координаты.

Из-за движения мгновенных полюсов постоянно меняются астрономические координаты пунктов. Чтобы устранить это неудобство, мгновенные координаты, т. е. полученные непосредственно из наблюдений, приводят к среднему полюсу. До 1968 года результаты астрономических определений относили к среднему полюсу эпохи (Система полюса А. Я. Орлова), а за эпоху принимали последние 5 календарных лет. По результатам многолетних наблюдений обнаружилось, что средние полюсы разных эпох не совпадают из-за так называемого векового движения полюса Земли. Поэтому начиная с 1968 года координаты полюса Земли (мгновенного полюса) даются относительно среднего полюса в Системе Международного условного начала (МУН или OCJ).

48. Зв'язок декартових координат з криволінійними. Азимути Лапласа.

Декартовыми прямоугольными координатами точки P на плоскости называются взятые с определенным знаком расстояния (выраженные в единицах масштаба) этой точки до двух взаимно перпендикулярных прямых - осей координат или, что то же, проекции радиус-вектора r точки P на две взаимно перпендикулярные координатные оси.

 

формулы для связи криволинейных и декартовых координат:

где , где Е — единичная матрица.

Пунктом Лапласа называется такой астрономический пункт, в котором широта, долгота и азимут на земной предмет определены как из астрономических наблюдений, так и по геодезическим измерениям, отнесённым к известной системе координат, связанной с земным эллипсоидом Между геодезическим и астрономическим азимутом, широтой и долготой существует зависимость, называется уравнением Лапласа

49. Вихідні геодезичні дати.

Вихідні геодезичні дати, сукупність величин, що визначають положення референц-еліпсоїда, прийнятого для обробкигеодезичній мережі якої-небудь країни або групи країн, відносно геоїда, тобто величин, що фіксують положення референц-еліпсоїда у телі Землі. У склад І. р. д. входять геодезичні координати (див. Координати в геодезії), а саме широта B 0 і довгота L 0 одного з опорних пунктів мережі, прийнятого за вихідний, геодезичний азимут A 0 напряму з вихідного пункту на один з суміжних пунктів мережі і висота x 0 вихідного пункту над геоїдом. І. р. д. встановлюються після виведення референц-еліпсоїда шляхом визначення астрономічних координат (j 0, l 0) (див. Географічні координати) вихідного пункту і астрономічного азимута а вказаного вище напряму і звільнення їх від впливу ухилень схилу. Геодезичні координати всіх останніх пунктів мережі і азимути отримують потім шляхом обчислень на підставі результатів геодезичних вимірів, приведених до поверхні референц-еліпсоїда. Геодезичні координати пунктів астрономо-геодезічній мережі СРСР і деяких інших країн обчислюються на поверхні Красовського еліпсоїда. Вихідним пунктом геодезичної мережі СРСР служить центр колишнього Круглого залу Пулковськой астрономічній обсерваторії, для якого прийняті наступні геодезичні координати: широта B 0 = 59°46¢18¢¢, 55, довгота L 0 = 30°19¢42¢¢,09, висота x 0 покладена рівною нулю. Виведення вказаних І. р. д. СРСР виконали А. А. Ізотов і М. С. Молоденський в 1942. Ці І. р. д., як і еліпсоїд Красовського, прийняті за основу єдиної державної системи координат при виробництві всіх геодезичних і картографічних робіт на території СРСР.

З початку 60-х рр. 20 ст методи космічній геодезії дозволили на основі спостережень штучних супутників Землі отримувати параметри земного еліпсоїда, що представляє Землю в цілому, і розвивати єдину світову геодезичну систему координат що зв'язує воєдино розрізнені астрономо-геодезічні мережі окремих материків і країн. Це має велике наукове і практичне значення для вирішення проблем геодезії і ряду суміжних наук. Незв'язані до цього астрономо-геодезічні мережі, оброблені раніше при різних І. р. д. і на різних референц-еліпсоїдах, можуть бути тепер віднесені до єдиної світової геодезичної системи координат на одному еліпсоїді, найбільш відповідному до Землі як планети в цілому, або до єдиної світовій системі прямокутних декартових координат.

50. Призначення ДГМ та методи побудови ДГМ (цілі побудови).

Державні геодезичні мережі і їх призначення.

Для всіх галузей управління державою і для використання її природних багатств необхідна точна топографічна карта. Вона являється результатом загального топографічного знімання держави методом аерофотознімання для створення топографічних карт масштабів від 1:10000 до 1:100000.

Спеціальні великомасштабні знімання масштабів 1:5000, 1:2000, 1:1000, 1:500 виконують для цілей промислового і міського будівництва, для будівництва гідротехнічних споруд та інших інженерних проектів.

Основою проведення землевпорядних заходів є, також, топографічні карти і плани.

Для проведення топографічних, картографічних і землевпорядних робіт необхідно мати добре розвинуту державну геодезичну мережу.

Державна геодезична мережа України є головною геодезичною основою топографічних знімань і повинна задовольняти вимоги: народного господарства і оборони України при вирішенні інженерно -технічних і наукових задач.

Державна геодезична мережа будується методами тріангуляції, полігонометрії, і їх сполученням, забезпечуючи планові Х і У і поверхневі В і L координати.

Висотну координату Z (або Н) визначають методами нівелювання: геометричним, тригонометричним, гідростатичним...

Геодезичною мережею називається система точок на поверхні Землі, закріплених спеціальними центрами і знаками, координати яких визначено геодезичними методами.

Геодезична мережа складається з трикутників у яких вимірюються всі кути і одна або кілька сторін. Мережу редукують (відносять) на поверхню земного еліпсоїда або на площину. Маючи координати вихідної точки і азимут лінії, обчислюють координати всіх точок мережі.,

Метод тріангуляції застосовують на відкритій і напіввідкритій місцевості, гірській місцевості.

В закритій місцевості застосовують метод полігонометрії у вигляді різного роду ходів і полігонів. В полігонометрії вимірюються всі кути і сторони.

В останній час широке застосування находять методи побудови геодезичних мереж - трилатерація і лінійно-кутові мережі.

Схема побудови геодезичної мережі в трилатерації і лінійно-кутовій тріангуляції така сама, як і в тріангуляції.

У першому методі вимірюються лише сторони трикутників, а в другому виміряють всі кути і всі сторони.

Лінійно-кутовий метод - найточніший метод визначення геодезичних координат.

Координати точок земної поверхні можна визначити астрономічними і супутниковими методами. Супутникова система GPS (Global Pozision System) забезпечує високу точність автономного визначення координат пунктів при мінімальному часі спостережень.

Державні мережі 1 і 2 класу використовують для створення єдиної системи координат, а також для вирішення наукових задач - визначення розмірів і фігури Землі, горизонтальних та вертикальних рухів земної кори і т. п.

Мережі 3 і 4 класів служать для обґрунтування топографічного знімання дрібних масштабів до 1:10000.

Державна геодезична мережа країни допусає похибку у взаємному положенні суміжних точок не більше як 1:25000.

Геодезичні мережі згущення 1 і 2 розряду використовуються для обґрунтування топознімань в масштабах 1:5000-1:500 і для виконання інженерних робіт. Відносна похибка у взаємному положенні пунктів в цих мережах становить 1:10000.

Знімальні мережі є основою для топознімань всіх масштабів і створюються методами різного роду засічок, прокладанням теодолітних, мензульних ходів. Точність планових мереж 1:3000, а висотних, де L - довжина ходу в км.

Густоти пунктів державних мереж недостатня для виконання геодезичних робіт. Наприклад, для створення карти масштабу 1:2000 необхідно мати один пункт державної мережі на площу 5-15кв. км. Виникає необхідність в згущенні мережі, в збільшенні кількості пунктів на місцевості. Це робиться за допомогою мереж згущення, які розвиваються двома методами - полігонометрії і тріангуляції 1 і 2 розрядів. Висоти мереж згущення визначають методами технічного нівелювання.

51. Побудова ДГМ в деяких державах, в тому числі Росії та колишньому СРСР.